Стефан-Больцман
заңы.
Стефан-Больцман
заңын
эксперименттік
нәтижелердің
талдауы бойынша Стефан, ал теорясын Больцман ашқан:
Абсолют қара дененің R интегралдық жарқырауы абсолюттік температураның
тӛртінші дәрежесіне тура пропорционал, яғни
R=σT
4
(2.1)
мұндағы σ - Стефан-Больцман тұрақтысы. Нақты денелер (қара емес)
үшін
R=aσT
4
, (2.2)
мұндағы a – қаралық дәрежесі- дененің жұту қабілетін анықтайтын
коэффицент. Егер сәуле шығарушы дене температурасы Т
0
ортамен қоршалған
болса, дененің сәуле шығару қуаты азаяды, онда Стефан- Больцман заңын
R=aσ(T
4
-T
0
4
) ( 2.3)
түрінде жазуға болады.
Берілген жұмыста Стефан - Больцман заңындағы σ
тұрақтысын
анықтаймыз. Сәуле шығарушы дене ретінде Л
1
қыздырғыш шамының қылын
аламыз. Қыл абсолют қара дене болмағандықтан (2.3) формуласы
қолданылады, мұнда вольфрамнан жасалынған қыл сым үшін а=0,32. Қылды
қыздыру үшін шам 2.1 сурет бойынша айнымалы ток кӛзіне қосылады. R
1
реостат кӛмегімен шамның қуатын ӛзгертуге болады.
Шамның қуатын
амперметр І
1
және вольтметр U
1
кӛрсетулері бойынша Р=I
1
·U
1
ӛрнегімен
анықтайды. Барлық қуат жылулық сәуле шығаруға жұмсалды десек, қылдың
энергетикалық жарқырауын мына түрде жазуға болады
R=(I
1
·U
1
)/S (2.4)
мұндағы, S – шам қылының қызған бӛлігінің жалпы бетінің ауданы.
(2.3) ӛрнегіне (2.4) ӛрнегіндегі
R мәнін қоя отырып, алынған теңдіктен
Стефан- Больцман тұрақтысын анықтаймыз
)
(
4
0
4
1
1
T
T
S
a
U
I
(2.5)
Сонымен Стефан- Больцман тұрақтысын есептеу үшін шам қылындағы
ток күшін және оған түскен кернеуді және оның
температурасын білуіміз
қажет (Т
0
- бӛлме температурасы).